預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線送料機(jī)的設(shè)計(jì)

劉元元

(山東華宇工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,山東 德州 253000)

0 引言

預(yù)制裝配建筑技術(shù)是以構(gòu)件預(yù)制化生產(chǎn)、裝配式施工為生產(chǎn)方式,整合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品節(jié)能、環(huán)保、全生命周期價(jià)值的最大化,是一種新型建筑生產(chǎn)技術(shù)[1]?；炷令A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線可以滿足混凝土構(gòu)件預(yù)制化的生產(chǎn)要求[2],正向著自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、通用化的生產(chǎn)方向發(fā)展[3],可用于生產(chǎn)PC墻板、疊合樓板等?；炷令A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線布局如圖1所示[2],主要包括布料機(jī)、送料機(jī)、振動臺、擺渡車、碼垛機(jī)、養(yǎng)護(hù)窯等設(shè)備,其中送料機(jī)沿軌道在攪拌站及混凝土布料機(jī)之間移動,將拌好的混凝土輸送給布料機(jī)。

圖1 混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線布局

1 原有技術(shù)方案

混凝土送料機(jī)的儲料機(jī)構(gòu)與運(yùn)動機(jī)構(gòu)為一個整體(如圖2所示),具體結(jié)構(gòu)參考專利為:一種高速混凝土筒式送料機(jī),專利號CN215671137U。儲料機(jī)構(gòu)在運(yùn)動機(jī)構(gòu)下方,為圓筒狀滾筒結(jié)構(gòu),運(yùn)動機(jī)構(gòu)可以沿特制架高軌道行走,這種混凝土送料機(jī)要求攪拌站出料口高度必須高于接料口,儲料機(jī)構(gòu)開口朝上,對準(zhǔn)混凝土出料口接料,接滿料后沿軌道運(yùn)行到布料工位,儲料機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)超90°時(shí),將料倒入布料機(jī)儲料倉內(nèi)。對于一些已有攪拌站的非新建廠房,需增加預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線成套設(shè)備,如果攪拌站出料口高度不能滿足要求,需重建攪拌站或?qū)ΜF(xiàn)有攪拌站進(jìn)行改造,否則無法滿足生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求,會大大提升新建或改造成本。

圖2 一種高速混凝土筒式送料機(jī)(專利)

2 提升式送料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

攪拌站出料口高度不滿足生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求時(shí),可利用普通罐車從攪拌站接料,采用提升式送料機(jī),廠房配攪拌站均能滿足要求,不需新建或改造攪拌站。如圖3所示,結(jié)構(gòu)有別于原有送料機(jī),分為滾筒組件與上走行組件,為兩體式結(jié)構(gòu)。滾筒組件可裝混凝土料,上走行組件能夠在特制軌道上行走。滾筒組件通過卷揚(yáng)系統(tǒng)下降到地面附近預(yù)定高度,通過罐車給滾筒組件上料,上滿料后通過卷揚(yáng)系統(tǒng)上升到上走行組件的合適高度,與其組成一個整體,再沿特制架空軌道行走到布料工位給布料機(jī)布料。提升式送料機(jī)與常規(guī)送料機(jī)參數(shù)對比見表1。

表1 送料機(jī)參數(shù)對比

圖3 提升式送料機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

如圖4所示,滾筒組件由滾筒支架、滾筒驅(qū)動組件、滾筒、震動組件、下定位組件、鋼絲繩松繩檢測機(jī)構(gòu)等組成。滾筒支架由4個支腿組成,滾筒組件整體下降時(shí)支腿可以站立到地面上,方便罐車給滾筒組件上料。滾筒驅(qū)動組件由驅(qū)動電機(jī)減速機(jī)帶動滾筒正反向360°翻轉(zhuǎn),滿足滾筒接料及放料要求,滾筒接料時(shí),滾筒驅(qū)動組件帶動滾筒開口朝上,滾筒放料時(shí),滾筒驅(qū)動組件帶動滾筒旋轉(zhuǎn)大于90°放料。震動組件安裝于滾筒開口另外一側(cè)的特制凹槽內(nèi),用護(hù)蓋保護(hù),防止混凝土覆蓋,滾筒放料時(shí)短暫開啟,震動組件輔助落料,避免混凝土積壓到滾筒內(nèi)壁上。下定位組件安裝于滾筒支架上部,可設(shè)置3處定位點(diǎn),用于滾筒組件上升與上走行組件對接定位,組合成一個整體,提升式送料機(jī)在軌道上長距離行走時(shí)不會發(fā)生大幅度晃動。鋼絲繩松繩檢測機(jī)構(gòu)安裝于滾筒支架四角上,滾筒組件下降到地面后,鋼絲繩松繩檢測機(jī)構(gòu)接近開關(guān)感應(yīng)到感應(yīng)件,卷揚(yáng)系統(tǒng)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn),不再繼續(xù)松鋼絲繩,可有效防止鋼絲繩過松造成托槽凌亂。

1.滾筒支架 2.滾筒驅(qū)動組件 3.滾筒 4.震動組件 5.下定位組件 6.鋼絲繩松繩檢測機(jī)構(gòu)

如圖5所示,上走行組件由走行框架、驅(qū)動組件、鋼絲繩卷筒組件、滑輪組件、電纜卷筒組件、導(dǎo)向組件、上定位組、感應(yīng)組件、電控組件等組成。走行框架為矩形管或箱型體拼焊圍成的矩形框架,驅(qū)動組件為驅(qū)動減速電機(jī)帶動驅(qū)動輪在特制架空軌道上行走,走行框架兩側(cè)各布置一組驅(qū)動組件,兩組驅(qū)動組件驅(qū)動輪帶動兩組從動輪實(shí)現(xiàn)四輪在軌道上的行走。如圖6所示,鋼絲繩卷筒組件由電機(jī)減速機(jī)、卷筒組件、鋼絲繩組成。卷筒組件上面的四段溝槽旋向特定,1、3段為右旋,2、4段為左旋,卷筒組件上纏繞4段鋼絲繩,鋼絲繩一端纏繞固定在卷筒組件上,一端通過滑輪組件固定在滾筒組件滾筒支架上。4個滑輪組根據(jù)4段溝槽合理布置位置,滑輪組可以傾斜小角度,保證卷筒與滑輪組間鋼絲繩的傾斜角度小于3°,以免鋼絲繩脫槽劃傷鋼絲繩或纏繞混亂。驅(qū)動組件帶動鋼絲繩卷筒組件旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)4段鋼絲繩同時(shí)松繩及緊繩,松繩時(shí)滾筒組件下降,緊繩時(shí)滾筒組件上升。導(dǎo)向組件4組安裝于走行框架下部,配置滾輪可調(diào)節(jié)外側(cè)寬度尺寸,滾輪沿著送料機(jī)軌道內(nèi)側(cè)行走,防止整機(jī)走偏或側(cè)翻。電控組件放置在走行框架上,給整機(jī)供電,滾筒組件由于上升與下降高度變化造成供線長度不斷變化,需要通過電纜卷筒來調(diào)節(jié),電纜卷筒同樣放置在走行框架上,卷筒組件下降時(shí),拉著電纜卷筒放線,電纜卷筒內(nèi)置彈簧被拉緊,卷筒組件上升時(shí),電纜卷筒靠內(nèi)置彈簧自動收線。導(dǎo)向組件安裝于走行框架下部,與滾筒組件下定位組件數(shù)量及位置對應(yīng),用于滾筒組件上升與上走行組件的對接定位,組合成一個整體。提升式送料機(jī)在軌道上長距離行走時(shí)不會發(fā)生大幅度晃動。感應(yīng)組件設(shè)置感應(yīng)開關(guān)與接近開關(guān),當(dāng)滾筒組件上升到合適位置后,鋼絲繩卷筒組件電機(jī)減速器及時(shí)停止。感應(yīng)組件的位置需安裝調(diào)試。

7.走行框架 8.驅(qū)動組件 9.鋼絲繩卷筒組件 10.滑輪組件 11.電纜卷筒組件 12.導(dǎo)向組件 13.上定位組件 14.感應(yīng)組件 15.電控組件

7.走行框架 9.鋼絲繩卷筒組件 10.滑輪組件 901.電機(jī)減速機(jī) 902.卷筒組件 903.鋼絲繩

3 提升式送料機(jī)動作過程

提升式送料機(jī)上走行組件與滾筒組件預(yù)裝到一起,鋼絲繩長度調(diào)整到位,4組導(dǎo)向組件先不安裝,到安裝現(xiàn)場后將整機(jī)吊裝在送料機(jī)軌道支架上,上走行組件四輪接觸軌道上表面,安裝4組導(dǎo)向組件,調(diào)整好間隙,使整機(jī)能夠沿架空軌道順利行走。當(dāng)整機(jī)行走到接料點(diǎn),設(shè)置感應(yīng)組件自動停止,電機(jī)減速機(jī)帶動卷筒組件朝一個方向旋轉(zhuǎn),4段鋼絲繩同時(shí)松繩實(shí)現(xiàn)滾筒組件下降。當(dāng)滾筒組件下降到地面后,鋼絲繩松繩檢測機(jī)構(gòu)內(nèi)置彈簧不受力回彈,感應(yīng)組件檢測后反饋信號,使卷筒組件停止旋轉(zhuǎn)。罐車開過來給滾筒組件上料,上滿料后,通過遙控器手動操作上升按鈕,鋼絲繩卷筒組件由電機(jī)減速機(jī)帶動反方向旋轉(zhuǎn),4段鋼絲繩同時(shí)收緊,滾筒組件上升到高處,滾筒組件下定位組件嵌入到上走行組件的定位組件內(nèi),防止走行過程中滾筒組件晃動,上升到上限位,感應(yīng)組件檢測后卷筒組件停止旋轉(zhuǎn)。滾筒組件與上走行組件組合成一個整體,可沿特制架空軌道行走,走行框架兩側(cè)安裝有導(dǎo)向組件,沿軌道內(nèi)側(cè)平穩(wěn)行走,防止側(cè)翻。電控組件放置于走行框架側(cè)面給整機(jī)供電,底部滾筒驅(qū)動組件供電需要供線長度反復(fù)變化,通過電纜卷筒組件實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語

針對攪拌站出料口高度無法滿足生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求的問題,設(shè)計(jì)了一種提升式送料機(jī),分析了滾筒組件與上走行組件的結(jié)構(gòu)及提升式送料機(jī)的動作過程,為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)線提供了良好的解決方案。不需新建或改造原有攪拌站即可滿足生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)要求,降低了生產(chǎn)線成本。